结晶常呈方块状,敲击可以得到很多方形碎块,故名方解石。在地球表面的分布十分广泛,石灰岩和大理岩中含有,在温泉区的矿脉和洞穴的钟乳石和石笋中也可以存在。也是海洋生物外壳组成的成分,存在于一些海绵、棘皮动物、苔藓虫门以及牡蛎壳中。属三方晶系,三个方向均可完全解理,其晶体形状多种多样,常为菱面体、六方柱体及板状体,经常呈聚片双晶及接触双晶。纯净的方解石无色透明,但大多数方解石呈乳白色,若含铁、锌、钴、锰、铜等元素,则会呈现浅黄、浅红、紫、褐黑色。莫氏硬度为3,比重为2.71,密度为2.6~2.9克/厘米3。
单晶具有双折射的光学特性,在590纳米波长下,其寻常光的折射率和非寻常光的折射率分别为1.658和1.486,在190~1700纳米波长下,其寻常光折射率和非寻常光折射率的范围分别为1.5~1.9和1.4~1.6。不溶于水,可溶于酸,与酸反应生成CO2,加热至800℃时会发生分解生成CaO和CO2。可作为制备碳酸钙的原料,其细粉可作为橡胶和油漆的填充剂。在冶金工业上可用作熔剂,在建筑工业方面用来生产水泥和石灰。在玻璃生产中添加,生成的玻璃会变得半透明,适用于做玻璃灯罩。